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JPH06196930A - Gunn diode oscillator - Google Patents

Gunn diode oscillator

Info

Publication number
JPH06196930A
JPH06196930A JP33291292A JP33291292A JPH06196930A JP H06196930 A JPH06196930 A JP H06196930A JP 33291292 A JP33291292 A JP 33291292A JP 33291292 A JP33291292 A JP 33291292A JP H06196930 A JPH06196930 A JP H06196930A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveguide
resonator
gunn diode
wall surface
diode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33291292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Kodama
篤志 児玉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eneos Corp
Original Assignee
Japan Energy Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Energy Corp filed Critical Japan Energy Corp
Priority to JP33291292A priority Critical patent/JPH06196930A/en
Publication of JPH06196930A publication Critical patent/JPH06196930A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Waveguide Connection Structure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 共振器を最適な寸法に設定して発振効率を向
上させたガンダイオード発振器を提供することである。 【構成】 矩形断面形状を有する導波管と、該導波管内
に第2の電極が突出しており、第1の電極が前記導波管
に固定されると共に接地されたガンダイオードと、該ガ
ンダイオード上の導波管内にそのガンダイオード側の内
壁面から所定の高さで配置されると共に前記第2の電極
に接続され、駆動電力により所定周波数の信号波を放射
する導体からなる円板状の共振器と、前記内壁面に対向
する導波管内壁面を貫通して設けられ前記駆動電力を供
給する駆動電力供給手段とを備え、前記共振器の直径
は、導波管波長の0.45倍以上、0.55倍以下に設
定され、且つ前記所定の高さは、前記導波管の内寸高さ
の0.45倍以上、0.55倍以下に設定される。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a Gunn diode oscillator in which a resonator is set to an optimum size to improve oscillation efficiency. A waveguide having a rectangular cross-section, a second electrode protruding into the waveguide, a first diode fixed to the waveguide and grounded, and a gun diode, A disc-shaped conductor made of a conductor that is disposed in the waveguide on the diode at a predetermined height from the inner wall surface on the Gunn diode side and is connected to the second electrode and that radiates a signal wave of a predetermined frequency by driving power. And a driving power supply means for penetrating the inner wall surface of the waveguide facing the inner wall surface and supplying the driving power, the diameter of the resonator being 0.45 of the waveguide wavelength. It is set to be not less than twice and not more than 0.55 times, and the predetermined height is set to be not less than 0.45 times and not more than 0.55 times the inner height of the waveguide.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えばミリ波帯を発振
するガンダイオードを用いた導波管型のガンダイオード
発振器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waveguide type Gunn diode oscillator using a Gunn diode which oscillates, for example, a millimeter wave band.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のガンダイオード発振器
は、ミリ波を伝搬する矩形断面形状の導波管と、この導
波管に固定され一方の電極が接地されるGaAsやIn
P等からなるガンダイオードと、該ガンダイオードの他
方の電極に当接されミリ波を前記導波管に放射する共振
器と、この共振器を介して前記ガンダイオードに駆動電
流を供給するバイアスポストとから構成されている。
2. Description of the Related Art Heretofore, this type of Gunn diode oscillator has a waveguide having a rectangular cross section for propagating a millimeter wave, and GaAs or In fixed to the waveguide and having one electrode grounded.
A Gunn diode made of P, a resonator for contacting the other electrode of the Gunn diode and radiating a millimeter wave to the waveguide, and a bias post for supplying a driving current to the Gunn diode via the resonator. It consists of and.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このように構成される
ガンダイオード発振器においては、特に前記共振器の寸
法により発振効率が大きく異なるため、この共振器の寸
法が発振性能に多大な影響を与える。従来では、この共
振器の最適な寸法が明らかにされておらず、そのため、
不適格な寸法の共振器を用いた場合は、発振性能が低下
する恐れがあった。
In the Gunn diode oscillator constructed as described above, since the oscillation efficiency greatly varies depending on the size of the resonator, the size of the resonator greatly affects the oscillation performance. In the past, the optimum dimensions of this resonator have not been clarified, and therefore
When a resonator having an unsuitable size is used, there is a possibility that the oscillation performance may be deteriorated.

【0004】本発明は、上述の如き従来の問題点を解決
するためになされたもので、その目的は、共振器を最適
な寸法に設定して発振効率を向上させたガンダイオード
発振器を提供することである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a Gunn diode oscillator in which the resonator is set to an optimum size to improve the oscillation efficiency. That is.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の特徴は、矩形断面形状を有する導波管と、
該導波管内に第2の電極が突出しており、第1の電極が
前記導波管に固定されると共に接地されたガンダイオー
ドと、該ガンダイオード上の導波管内にそのガンダイオ
ード側の内壁面から所定の高さで配置されると共に前記
第2の電極に接続され、駆動電力により所定周波数の信
号波を放射する導体からなる円板状の共振器と、前記内
壁面に対向する導波管内壁面を貫通して設けられ前記駆
動電力を供給する駆動電力供給手段とを備え、前記共振
器の直径は、導波管波長の0.45倍以上、0.55倍
以下に設定され、且つ前記所定の高さは、前記導波管の
内寸高さの0.45倍以上、0.55倍以下に設定され
る。
In order to achieve the above object, a feature of the present invention is to provide a waveguide having a rectangular cross section,
A Gunn diode having a second electrode protruding into the waveguide, the first electrode being fixed to the waveguide and being grounded, and a Gundiode on the Gunn diode on the side of the Gunn diode. A disk-shaped resonator, which is arranged at a predetermined height from a wall surface and is connected to the second electrode, and which is made of a conductor that radiates a signal wave of a predetermined frequency by driving power, and a waveguide facing the inner wall surface. A driving power supply unit that penetrates the inner wall surface of the tube and supplies the driving power, the diameter of the resonator is set to 0.45 times or more and 0.55 times or less of the waveguide wavelength, and The predetermined height is set to 0.45 times or more and 0.55 times or less of the inner height of the waveguide.

【0006】[0006]

【作用】上述の如き構成によれば、共振器の寸法が発振
性能に多大な影響を与える点に着目し、共振器の直径と
共振器が配置される導波管内壁面からの高さとを特定範
囲(共振器の直径;導波管波長の0.45倍以上、0.
55倍以下、また前記高さは導波管の内寸高さの0.4
5倍以上、0.55倍以下)に設定したので、共振器と
導波管とのマッチングが合い、ガンダイオードを最適条
件で発振させることができる。
According to the above-mentioned structure, the diameter of the resonator and the height from the inner wall surface of the waveguide in which the resonator is arranged are specified, paying attention to the fact that the size of the resonator greatly affects the oscillation performance. Range (resonator diameter; 0.45 times the wavelength of the waveguide or more, 0.
55 times or less, and the height is 0.4 of the inner height of the waveguide.
Since it is set to 5 times or more and 0.55 times or less), matching between the resonator and the waveguide is achieved, and the Gunn diode can be oscillated under optimum conditions.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明の一実施例に係るガンダイオー
ド発振器の概略の断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view of a Gunn diode oscillator according to an embodiment of the present invention.

【0008】このガンダイオード発振器は、Wバンド
(75〜110GHz)発振用であり、内寸幅C=2.
54mm、内寸高さD=1.27mmの矩形断面形状を
有する中空の導波管1を有している。この導波管1の底
部壁面には、ガンダイオード2が取付け固定部2bによ
って固定されている。一方の電極(第1の電極)は、取
付け固定部2bを介して接地されている。ガンダイオー
ド2における電極2aの先端から導波管1の内壁底面ま
では、0.40mm程度に設定されている。ここで、ガ
ンダイオード2の動作部分は、InPからなり、発振時
には90GHz程度のミリ波帯の基本波を発振する。
This Gunn diode oscillator is for oscillating in the W band (75 to 110 GHz) and has an inner width C = 2.
It has a hollow waveguide 1 having a rectangular sectional shape of 54 mm and an internal height D = 1.27 mm. The Gunn diode 2 is fixed to the bottom wall surface of the waveguide 1 by a mounting fixing portion 2b. One electrode (first electrode) is grounded via the mounting and fixing portion 2b. The distance from the tip of the electrode 2a in the Gunn diode 2 to the bottom surface of the inner wall of the waveguide 1 is set to about 0.40 mm. Here, the operating part of the Gunn diode 2 is made of InP, and oscillates a fundamental wave in the millimeter wave band of about 90 GHz during oscillation.

【0009】一方、導波管1には、その上部壁を略直角
に貫通する枝管3が設けられ、その枝管3内には、ガン
ダイオード2へ電力を供給するための金属製のバイアス
ポスト4が挿入されている。このバイアスポスト4が導
波管1内に突出する部分には、先端に長さBの突起部5
を残して厚さ0.3mm(0.25×D)程度の円板状
の共振器6が取り付けられている。この共振器6は、真
鍮製で、表面に金メッキを施したものである。そして、
前記突起部5の長さが調整されて、バイアスポスト4の
先端が前記ガンダイオード2の第2の電極2aに当接さ
れるようになっている。
On the other hand, the waveguide 1 is provided with a branch pipe 3 penetrating the upper wall of the waveguide at a substantially right angle, and a metal bias for supplying electric power to the Gunn diode 2 is provided in the branch pipe 3. Post 4 is inserted. At the portion where the bias post 4 projects into the waveguide 1, a protrusion 5 having a length B is formed at the tip.
A disk-shaped resonator 6 having a thickness of about 0.3 mm (0.25 × D) is attached. The resonator 6 is made of brass and has a surface plated with gold. And
The length of the protrusion 5 is adjusted so that the tip of the bias post 4 is brought into contact with the second electrode 2a of the Gunn diode 2.

【0010】本実施例では、共振器6の直径Aを1.8
〜2.0mm(λ/2、λ;自由空間波長)に設定する
と共に、前記突起部5の長さBを0.2〜0.3mmに
設定する。これは、後述する測定実験に基づいて決定さ
れる数値であり、前記突起部5の長さBを0.2〜0.
3mmに設定することにより、共振器6の下面から導波
管1の内壁底面まで距離Hが、0.5〜0.8mm(D
/2程度)に設定される。これにより、共振器6と導波
管1のマッチングが合ってガンダイオード2を最適条件
で発振させることができる。
In this embodiment, the resonator 6 has a diameter A of 1.8.
˜2.0 mm (λ / 2, λ; free space wavelength), and the length B of the protrusion 5 is set to 0.2 to 0.3 mm. This is a numerical value determined based on a measurement experiment described later, and the length B of the protrusion 5 is 0.2 to 0.
By setting it to 3 mm, the distance H from the lower surface of the resonator 6 to the bottom surface of the inner wall of the waveguide 1 is 0.5 to 0.8 mm (D
/ About 2). As a result, the resonator 6 and the waveguide 1 are matched with each other, and the Gunn diode 2 can be oscillated under optimum conditions.

【0011】このように構成されるガンダイオード発振
器において、バイアスポスト4側から電極2aを介して
ガンダイオード2へ駆動電流が供給されると、ガンダイ
オード2が発振し、共振器6はミリ波を導波管1内に放
射する。これにより、ミリ波帯の信号波が導波管1内を
伝搬して外部へ送出される。
In the Gunn diode oscillator configured as described above, when a drive current is supplied from the bias post 4 side to the Gunn diode 2 through the electrode 2a, the Gunn diode 2 oscillates and the resonator 6 emits a millimeter wave. It radiates into the waveguide 1. As a result, the millimeter wave band signal wave propagates in the waveguide 1 and is sent to the outside.

【0012】この時の導波管波長λgは、次式により求
められる。
The waveguide wavelength λg at this time is obtained by the following equation.

【0013】λg=λ/√(1−(λ/2C)2 ) 但し、C;導波管の内寸幅(長辺側の長さ) 2C;導波管のカットオフ周波数に相当する波長 λ;自由空間波長 次に、共振器6の直径Aと突起部5の長さBを決定する
ための測定実験について説明する。
Λg = λ / √ (1- (λ / 2C) 2 ) where C: inner width of waveguide (length on long side) 2C: wavelength corresponding to cutoff frequency of waveguide λ: Free space wavelength Next, a measurement experiment for determining the diameter A of the resonator 6 and the length B of the protrusion 5 will be described.

【0014】本実施例では、共振器6の寸法が発振性能
に多大な影響を与える点に着目し、ガンダイオード2を
最適条件で発振させるため、次のような測定実験に基づ
いて共振器6の直径Aと突起部5の長さBを決定する。
In this embodiment, paying attention to the fact that the size of the resonator 6 has a great influence on the oscillation performance, and in order to make the Gunn diode 2 oscillate under optimum conditions, the resonator 6 is based on the following measurement experiment. The diameter A and the length B of the protrusion 5 are determined.

【0015】すなわち、ガンダイオード2の動作電圧を
4.3V一定にしておき、共振器6の直径A及び突起部
5の長さBを0.1mm間隔で変化させて、各々の場合
における発振出力を測定する。なお、突起部5の長さB
を0.2mmに固定し、共振器6の直径Aを変化させた
場合における共振器6の直径Aと発振出力との関係を図
2に示す。また、共振器6の直径Aを2.0mmに固定
し、突起部5の長さBを変化させた場合における突起部
5の長さBと発振出力との関係を図3に示す。図2に示
すように、突起部5の長さBを0.2mmに固定し、共
振器6の直径Aを1.6〜2.2mmに変化させた場合
では、共振器6の直径Aが2.0mmで発振出力が90
mWの最大となる。
That is, the operating voltage of the Gunn diode 2 is kept constant at 4.3 V, and the diameter A of the resonator 6 and the length B of the protrusion 5 are changed at intervals of 0.1 mm. To measure. The length B of the protrusion 5
FIG. 2 shows the relationship between the diameter A of the resonator 6 and the oscillation output when the value A is fixed to 0.2 mm and the diameter A of the resonator 6 is changed. Further, FIG. 3 shows the relationship between the length B of the protrusion 5 and the oscillation output when the diameter A of the resonator 6 is fixed to 2.0 mm and the length B of the protrusion 5 is changed. As shown in FIG. 2, when the length B of the protrusion 5 is fixed to 0.2 mm and the diameter A of the resonator 6 is changed to 1.6 to 2.2 mm, the diameter A of the resonator 6 is Oscillation output is 90 at 2.0 mm
It is the maximum of mW.

【0016】一方、図3に示すように、共振器6の直径
Aを2.0mmに固定し、突起部5の長さBを0.1〜
0.4mmに変化させた場合では、突起部5の長さBが
0.3mmで発振出力が94mWの最大となる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the diameter A of the resonator 6 is fixed to 2.0 mm, and the length B of the protrusion 5 is 0.1 to 0.1 mm.
When the length is changed to 0.4 mm, the length B of the protrusion 5 is 0.3 mm, and the oscillation output is 94 mW, which is the maximum.

【0017】このような測定結果により、発振出力が最
大となる共振器6の直径Aと突起部5の長さBとの組み
合わせは、共振器6の直径A=2.0mm、突起部5の
長さB=0.3mmであることが分かる。
From the above measurement results, the combination of the diameter A of the resonator 6 and the length B of the protruding portion 5 that maximizes the oscillation output is as follows: It can be seen that the length B = 0.3 mm.

【0018】この発振出力が最大となる共振器の直径A
と突起部の長さBとの組み合わせは、ガンダイオードに
よって多少変化し、例えば共振器の直径A=1.8m
m、突起部の長さB=0.2mmで最大になる場合があ
る。この点を考慮し、本実施例では、発振効率が最大に
なる共振器6の寸法を、共振器6の直径A=1.8〜
2.0mm、突起部5の長さB=0.2〜0.3mmと
して設定する。
The diameter A of the resonator at which this oscillation output becomes maximum
The combination of the length and the length B of the protrusion varies slightly depending on the Gunn diode. For example, the diameter A of the resonator is A = 1.8 m.
In some cases, the maximum length is m and the length B of the protrusion is 0.2 mm. In consideration of this point, in the present embodiment, the dimension of the resonator 6 that maximizes the oscillation efficiency is set to the diameter A of the resonator 6 = 1.8 to
The length B is set to 2.0 mm and the length B of the protrusion 5 is set to 0.2 to 0.3 mm.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、矩形断面形状を有する導波管と、該導波管内に第2
の電極が突出しており、第1の電極が前記導波管に固定
されると共に接地されたガンダイオードと、該ガンダイ
オード上の導波管内にそのガンダイオード側の内壁面か
ら所定の高さで配置されると共に前記第2の電極に接続
され、駆動電力により所定周波数の信号波を放射する導
体からなる円板状の共振器と、前記内壁面に対向する導
波管内壁面を貫通して設けられ前記駆動電力を供給する
駆動電力供給手段とを備え、前記共振器の直径は、導波
管波長の0.45倍以上、0.55倍以下に設定され、
且つ前記所定の高さは、前記導波管の内寸高さの0.4
5倍以上、0.55倍以下に設定されるので、ガンダイ
オードを最適条件で発振させることができ、発振効率が
向上する。
As described above, according to the present invention, a waveguide having a rectangular cross section and a second waveguide in the waveguide.
Of the gun diode, the first electrode of which is fixed to the waveguide and which is grounded, and the inside of the waveguide on the gun diode at a predetermined height from the inner wall surface on the side of the gun diode. A disk-shaped resonator, which is arranged and connected to the second electrode, and which is made of a conductor that radiates a signal wave of a predetermined frequency by drive power, and a waveguide inner wall surface facing the inner wall surface. Drive power supply means for supplying the drive power, the diameter of the resonator is set to 0.45 times or more and 0.55 times or less of a waveguide wavelength,
And the predetermined height is 0.4 of the inner height of the waveguide.
Since it is set to 5 times or more and 0.55 times or less, the Gunn diode can be oscillated under optimum conditions, and the oscillation efficiency is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るガンダイオード発振器
の概略の断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a Gunn diode oscillator according to an embodiment of the present invention.

【図2】共振器の直径と発振出力との関係を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a diameter of a resonator and an oscillation output.

【図3】突起部の長さと発振出力との関係を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a length of a protrusion and an oscillation output.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 導波管 2 ガンダイオード 2a 電極 4 バイアスポスト 5 突起部 6 共振器 1 Waveguide 2 Gunn diode 2a Electrode 4 Bias post 5 Protrusion 6 Resonator

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 矩形断面形状を有する導波管と、該導波
管壁面に固定され、第1の電極が接続されたガンダイオ
ードと、該ガンダイオード上の導波管内にそのガンダイ
オード側の内壁面から所定の高さで配置されると共に前
記ガンダイオードの第2の電極に接続され、駆動電力に
より所定周波数の信号波を放射する導体からなる円板状
の共振器と、前記内壁面に対向する導波管内壁面を貫通
して設けられ前記駆動電力を供給する駆動電力供給手段
とを備え、 前記共振器の直径は、導波管波長の0.45倍以上、
0.55倍以下に設定され、且つ前記所定の高さは、前
記導波管の内寸高さの0.45倍以上、0.55倍以下
に設定されていることを特徴とするガンダイオード発振
器。
1. A waveguide having a rectangular cross section, a Gunn diode fixed to the wall surface of the waveguide and having a first electrode connected thereto, and a Gunn diode on the Gunn diode on the side of the Gunn diode. A disk-shaped resonator, which is arranged at a predetermined height from the inner wall surface and is connected to the second electrode of the Gunn diode, and which is composed of a conductor that radiates a signal wave of a predetermined frequency by driving power, A driving power supply means that is provided to penetrate the inner wall surface of the waveguide opposite to each other and supplies the driving power, wherein the resonator has a diameter of 0.45 times or more the wavelength of the waveguide,
The Gunn diode is set to 0.55 times or less, and the predetermined height is set to 0.45 times or more and 0.55 times or less of an inner height of the waveguide. Oscillator.
JP33291292A 1992-12-14 1992-12-14 Gunn diode oscillator Pending JPH06196930A (en)

Priority Applications (1)

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JP33291292A JPH06196930A (en) 1992-12-14 1992-12-14 Gunn diode oscillator

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Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06196930A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100443440B1 (en) * 1996-06-29 2004-10-08 로베르트 보쉬 게엠베하 Microwave oscillator

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